功 能梯度材料（Functionally Graded Materials，简称FGM）是指构成材料的要素（组成、结构）沿厚度方向由一侧向另一侧呈连续梯度变化，从而使材料性质和功能也呈梯度变化的一种新 型材料。这种材料的概念是由日本学者平井敏雄等人于1987年首先提出的，该材料的应用目标主要是航天飞机的防热系统和发动机。
与宏观均质复合材料相比，功能梯度材料的成分和结构在每一处都是有控制地连续改变的。其特点是构成材料的组成、显微结构（陶瓷、金属、显微气孔等）不 仅是连续分布、适应环境，而且是可以控制的。以航天飞机用的超耐热材料构件为例，在承受高温的表面，设计和配置耐高温陶瓷；在与冷却气体接触的表面，设计 采用导热性和强韧性良好的金属；而在两个表面之间，采用先进的材料复合技术，通过控制金属和陶瓷的相对组成及组织结构，使其无界面地、连续地变化，就得到 一种呈梯度变化的材料。从陶瓷过渡到金属的过程中，耐热性逐渐降低，强度逐渐升高，在材料中部热应力达到最大值，从而实现热应力缓和功能。鉴于 功能梯度材料具有组成和显微结构连续变化、适应环境和可设计性的特点，其应用领域已从航空航天拓展到核能、生物医学、机械、石油化工、信息、民用及建筑等 其他诸多领域。
功能梯度材料的研究主要包括材料设计、材料制备和材料特性评价等三个部分，三者相辅相成。
功能梯度材料的设计：首先根据材料的实际使用要求，进行材料内部组成和结构的梯度分布设计。在设计时，以知识库为基础选择可供合成的材料组成和制备技 术，然后选择表示梯度变化的分布函数，并以材料基本物性数据库为依据进行功能（温度、热应力等）的解析计算，最后将最优设计方案提交材料合成部门。
    功能梯度材料的合成或制备：即根据材料设计的结果，采用适当的方法制备出符合实际应用目标的功能梯度材料。制备出的功能梯度材料可以是金属－金属、金属－ 陶瓷、非金属－非金属、非金属－陶瓷等。功能梯度材料制备的关键是控制材料结构，使组成和显微结构按照要求逐渐变化。目前 功能梯度材料的制备方法主要有气相沉积法、粒子排列法和电沉积法。气相沉积法包括化学气相沉积法（CVD）和物理气相沉积法（PVD）。CVD法通过控制 反应气控制材料的梯度，用此法已制备出SiC-C、C- Si等功能梯度材料。PVD法通过金属源加热蒸发，并控制氧、氮和碳化物反应气体的流量来控制材料的梯度。用PVD法已制备出了Ti-TiN、Ti- TiC、 Cr-CrN等功能梯度材料。粒子排列法可分为粒子排列烧结法、等离子喷涂法和自蔓延高温合成等类型。粒子排列烧结法是使金属和陶瓷粉末的组成符合最佳梯 度分布，压实后烧结即可制得 功能梯度材料。等离子喷涂法是通过控制喷枪的送粉量来控制材料的梯度组成。自蔓延合成是先将原料用积层法制好，然后局部点火，自行完成整个制备过程。电沉 积法是利用电镀原理，通过改变镀液流速，电流密度或粒子浓度来制备 功能梯度材料。
功能梯度材料的特性评价：由于其性能沿厚度方向变化及功能的多样性，很难采用传统的测试方法来评价其性能。因此需要建立准确评价功能梯度材料特性的一整套标准化试验方法，并将有关测试结果及时反馈回材料设计部门建立 功能梯度材料特性数据库。
从发展趋势来看，功能梯度材料的研究已从最初的概念设计、基础研究和原理性演示，逐步走向把实验室成果向实用化方向转化和推进。今后 功能梯度材料的研究仍以材料设计、合成和评价为中心，不断完善设计、评价系统，针对具体目标合成大规模的实用材料。